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  <title>垃圾收集 | renhao</title>
  








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          <h1 class="post-title" itemprop="name headline">垃圾收集</h1>
        

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                2019-11-04
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        <p>本文对JavaScript中的垃圾回收机制进行总结分析。<a id="more"></a></p>
<h3 id="JavaScript自动垃圾收集机制（浏览器中的实现）"><a href="#JavaScript自动垃圾收集机制（浏览器中的实现）" class="headerlink" title="JavaScript自动垃圾收集机制（浏览器中的实现）"></a>JavaScript自动垃圾收集机制（浏览器中的实现）</h3><blockquote>
<p>详见JavaScript高程（第3版）p78-81</p>
</blockquote>
<p>标记清除（mark-and-sweep）：垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记，然后会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记，在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量（环境中的变阿玲已经无法访问到这些变量），最后垃圾收集器完成内存清楚工作，销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。</p>
<p>引用计数（reference counting）：跟踪记录每个值被引用的次数，当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时，则这个值的引用次数就是1；如果同一个值又被赋给另一个变量，则该值的引用次数加1。相反如果包含对这个值引用的变量又取了另外一个值则这个值的引用次数减1。当这个值的引用次数变成0时则说明没有办法再访问这个值，就可以将其占用的内存空间回收，垃圾收集器下次再运行会释放引用次数为0的值所占用的内存。</p>
<p>引用计数的严重问题：循环引用。循环引用是指对象A中包含一个指向对象B的指针，而对象B中也包含一个指向对象A的引用。其引用次数永远不会是0，其占用的内存得不到回收。避免这样的问题最好在不使用它们的时候手动断开这些对象之间的连接，将其设置为null。</p>
<p>性能问题：垃圾收集器是周期性运行，需要考虑到垃圾收集的时间间隔。</p>
<p>管理内存：开发人员一般不必操心内存管理的问题。分配给浏览器的可用内存数量通常要比分配给桌面应用程序少（出于安全方面的考虑，防止运行JavaScript的网页耗尽全部系统内存而导致系统崩溃）。优化内存占用的最佳方式就是为执行中的代码只保存必要的数据（解除引用：一单数据如全局变量或对象不再有用，通过将值设置为null来释放其引用。局部变量会在其离开执行环境时自动被解除引用。解除一个值的引用并不意味着自动回收该值所占用的内存，其真正作用是让值脱离其执行环境，以便垃圾收集器下次运行时将其回收）</p>
<p><strong>内存泄露发生情况</strong>：内存泄露是指一块被分配的内存既不能使用、又不能回收，直到浏览器进程结束</p>
<ul>
<li><p>当页面中元素被移除或替换，若元素绑定的事件没有被移除，在 ie 中不会做出恰当处理，需要手动在元素移除之前移除事件</p>
</li>
<li><p>循环引用，普通 JavaScript 中对象之间的循环引用可以通过标记清除来进行处理，但 BOM、DOM 中的对象是使用 C++ 以 COM对象形式实现（其中垃圾回收基于引用计数）</p>
</li>
<li><p>闭包会维持函数内局部变量，使其得不到释放，可以将闭包定义在函数之外或者在外部函数执行之后将作用域中没用的属性删除</p>
</li>
<li><p>delete 删除属性时对于多层对象应用类型变量可能需要遍历属性，如果存在对象需要进行深层次 delete</p>
<p><a href="https://www.cnblogs.com/sprying/archive/2013/05/31/3109517.html" target="_blank" rel="noopener">内存泄露情况参考</a></p>
</li>
</ul>
<h3 id="V8的垃圾回收机制与内存限制"><a href="#V8的垃圾回收机制与内存限制" class="headerlink" title="V8的垃圾回收机制与内存限制"></a>V8的垃圾回收机制与内存限制</h3><blockquote>
<p>详见朴灵《深入浅出Nodejs》p111-p119</p>
</blockquote>
<p>v8——node和chrome浏览器的JavaScript执行引擎。v8中所有JavaScript对象都是通过堆来进行分配，堆的大小是有限的，无法根据使用的情况自动扩充，内存分配超过堆大小的极限会引起进程出错。可以在v8初始化运行时通过<code>node --max-old-space-size=value xx.js</code>来放宽v8默认的内存限制（一旦生效后不能动态改变）。</p>
<p>内存限制：node中通过JavaScript使用内存只能使用部分内存（64位系统下约为1.4GB，32系统下约为0.7GB），无法直接操作大内存对象。</p>
<p>内存限制即v8限制堆大小的原因：</p>
<ul>
<li>v8最初为浏览器设计，不太可能使用大量内存。</li>
<li>垃圾回收机制消耗时间，时间花销过大会造成应用性能和响应能力直线下降。</li>
</ul>
<p>v8主要的垃圾回收算法：基于分代式垃圾回收机制（在实际应用中对象生存周期长短不一，不同的算法只能针对特定情况具有最好的效果，故按对象的存活时间将内存的垃圾回收进行不同的分代，分别对不同分代的内存施以更高效的算法），v8中主要将内存分为新生代（存活时间较短的对象）和老生代（存活时间较长或者常驻内存的对象）两代，v8堆的整体大小就是新生代所用内存空间加上老生代内存空间。同样这两个内存空间大小在初始化时就会固定（可以通过命令行修改，但使用时无法自动扩充），老生代内存空间在64位系统下为1400MB，32位系统下为700MB。新生代内存包含两个reserved_semispace_size，reserved_semispace_size在64位系统下为16MB，32位系统为8MB（实际情况中v8保存了两倍的新生代内存空间大小即4*reserved_semispace_size，这样是为了确保新空间可以同其大小对齐）。</p>
<ul>
<li><p>新生代：Scavenge算法</p>
<p>具体实现中采用了Cheney算法</p>
<p>将新生代内存分为处于使用中（From）和处于闲置状态（To）两部分（semispace），分配对象时先是在From空间中进行分配，垃圾回收时将From中的存活对象复制到To中，非存活对象将被释放，完成复制后From空间和To空间角色对换（翻转）。</p>
<p>缺点：只能使用新生代堆内存的一半，适用于生命周期短的对象（只复制活的对象），以空间换时间的算法。</p>
<p>对象晋升：将存活周期长的对象移动到老生代中。对象晋升的条件（任一满足都会晋升）：</p>
<ul>
<li>对象已经历过Scavenge回收</li>
<li>To空间的内存占比超过25%（占比过高影响后续的内存分配）</li>
</ul>
</li>
<li><p>老生代：</p>
<ul>
<li><p>Mark-Sweep（标记、清除）：在标记阶段遍历堆中的所有对象，并标记活的对象，在随后的清除阶段中只清除没有标记的对象（死对象在老生代中只占较小部分）</p>
<p>最大的问题：在进行一次标记清除后内存空间会出现不连续的状态，这种内存碎片对后续的内存分配可能造成问题（分配大对象的情况）</p>
</li>
<li><p>Mark-Compact（标记、整理）：为了解决Mark-Sweep的内存碎片问题。在对象标记为死亡后，在整理过程中将活着的对象往一端移动，移动完成后直接清理掉边界的内存，v8中主要使用Mark-Sweep，在空间不足以对从新生代中晋升过来的对象进行分配时才使用Mark-Compact。</p>
</li>
</ul>
</li>
<li><p>增量标记（Incremental Marking）：</p>
<p>全停顿（stop-the-world）：在上述3中算法中都需要将应用逻辑停下，待执行完垃圾回收后再恢复执行应用逻辑（避免出现JavaScript应用逻辑与垃圾回收器看到的不一致的情况），对新生代影响不大（默认配置较小，存活对象较少），老生代垃圾回收造成的停顿就比较严重。</p>
<p>增量标记：将一步完成的标记操作拆分成许多小“步进”，小“步进”与JavaScript应用逻辑交替执行直到标记阶段完成。</p>
<p>相应的还有延迟清理（lazy sweeping）与增量式整理（incremental compaction），并行标记、并行整理（利用多核性能降低每次停顿时间）。</p>
</li>
</ul>

      
    </div>
    
    
    

    

    

    

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